Nel comparto industriale i motori (in particolare pompe e compressori) sono responsabili del 75% circa dei consumi elettrici complessivi, pertanto rappresentano una voce particolarmente impattante sia sui consumi energetici che sui costi variabili (o fissi se trattati impropriamente …). E non a caso interventi di efficientamento del parco motori hanno goduto fino a poco tempo fa dell’attenzione del legislatore, che aveva introdotto una detrazione fiscale del 20% per l’acquisto di motori ad alta efficienza.
Il provvedimento (in vigore dal 1° gennaio 2007 al 31 gennaio 2010) non ha sortito effetti degni di nota (vedasi Nota 1) , un po’ per l’esiguità dell’aliquota, un po’ perché la complessità di alcuni cicli industriali rende indesiderabili i fermi di produzione.
I motori ad alta efficienza (classificati dal CEMEP come EFF1) (Nota 2) coprono la gamma di potenza da 1,1 a 90 kw e costano mediamente il 20-30% in più rispetto ai motori tradizionali, ma focalizzarsi sul solo investimento iniziale sarebbe fuorviante considerando quanto rappresentato sotto (Nota 3)
L’istogramma costruito da ENEA qualche anno fa (ma ancora attuale) evidenzia, secondo un tipico approccio Life Cycle Assessment, l’incidenza degli oneri che a vario titolo caratterizzano la vita utile di un motore elettrico. In buona sostanza, accade che in pochi mesi l’energia elettrica consumata eguagli il costo di acquisizione; dall’istante in cui ciò accade, ci sono i tutti i presupposti per rimpiangere il motore ad alta efficienza che non è stato acquistato e che ci avrebbe consentito di rientrare velocemente dal maggior investimento iniziale.
Per comprendere quanto velocemente, occorre innanzitutto quantificare i risparmi ottenibili dall’utilizzo di un motore EFF1, che dipendono dalle seguenti variabili:
- potenza di targa: i risparmi crescono linearmente con la potenza installata, raggiungendo soglie di 5.000 kwh annui e oltre per motori > 30Kw; i motori di potenza inferiore sono meno performanti in valore assoluto ma più efficienti se si ragiona in termini percentuali (11-12% di consumi in meno), in ragione del maggiore spread esistente tra rendimento EFF1 e rendimento standard;
- ore di funzionamento annue: anche qui esiste un rapporto di proporzionalità diretta, cioè maggiore è la durata di funzionamento più elevati sono i risparmi conseguibili;
- prezzo energia: in una fase rialzista come quella attuale cresce proporzionalmente la convenienza ad optare per motori high - efficiency.
Indicativamente, ed in funzione delle variabili di cui sopra, l’acquisto di un motore ad alta efficienza può generare risparmi energetici annui variabili da un minimo del 2-3% ad un massimo del 11-12%. Ora, se si considera l’incidenza degli oneri di funzionamento (così come rappresentati nel grafico sopra) e la circostanza non secondaria per cui tali saving finiscono dritto nell’EBITDA, queste poche considerazioni potrebbero bastare per sollevare qualche sano dubbio. (Nota 4).
Proviamo a rendere più chiaro il concetto con un generico case study.
Il grafico in basso è il risultato di un’analisi comparativa che recepisce le nuove linee guida di AEEG, discusse in un precedente articolo. Dobbiamo optare per l’acquisto di un nuovo motore e decidere se preferiamo un uovo oggi o una gallina domani, in altri termini se l’acquisto della tecnologia ad alta efficienza ci consenta di rientrare in tempi “ragionevoli” dal maggior investimento iniziale (rispetto ad un motore EFF2).
Il KPI è rappresentato dal Pay Back Period in applicazione della seguente formula:
Dove:
- CEFF1 e CEFF2 sono i costi di acquisto delle 2 tipologie di motore;
- P: potenza di targa;
- Cc: coefficiente di carico;
- h: ore di funzionamento annue;
- c: costo energia elettrica (Nota 5);
- eff2 , eff1 sono i rendimenti dei 2 motori, pari ai rendimenti minimi previsti dalle norme CEMEP per i motori a 4 poli. Il denominatore del rapporto quantifica i minori consumi dati dall’acquisto del motore EFF1, da confrontare con l’extracosto (numeratore).
Successivamente, al risparmio “tecnico” garantito dalla maggior efficienza dei motori EFF1 è stato sommato il controvalore dei titoli di efficienza energetica ottenibili, in applicazione della scheda standardizzata 11T (Nota 6) e del coefficiente moltiplicativo (tau) introdotto da AEEG a partire da novembre 2011.
Pertanto:
- il PBP è funzione crescente rispetto alla potenza installata, collocandosi nel range 8 mesi/2 anni per motori con 4.000 ore annue di funzionamento (il PBP decresce linearmente con le ore di funzionamento, qui abbiamo assunto un’ipotesi intermedia di attività svolta su 2 turni giornalieri) e coefficiente di carico 75%;
- l’applicazione dei nuovi TEE abbatte il PBP mediamente del 25%, garantendo ritorni in un orizzonte di breve - medio periodo.
Quindi, un incremento di efficienza dell’ordine di 2-3 punti percentuali garantisce risparmi energetici fino al 11-12% e tempi di ritorno assolutamente accettabili. Risultati ancor più interessanti sono dati dall’installazione degli inverter che vedremo in seguito.
Note
(1) Dal rapporto di ENEA sulle risultanza del PAEE 2007 emerge un contributo piuttosto insignificante delle misure relative ai motori elettrici, che hanno apportato meno dell’1% del risparmio energetico complessivo.
(2) In funzione dei rendimenti il CEMEP (European Committee of Manifacturers of Electrical Machines and Power Electronics) classifica i motori nel modo seguente: EFF1 = High efficiency motors, EFF2 = improved efficiency motors, EFF3 = standard motors
(3) Analisi ENEA su un motore da 15 kw, con rendimento pari al 89,4% (EFF2), 4.000 ore di funzionamento annue, vita 10 anni.
(4) A dir la verità non se ne sono sollevati molti, considerando la penetrazione dei motori EFF1, in Europa inferiore al 9% ed in Italia attorno al 2%!! L’eccellenza è rappresentata dai paesi scandinavi con una penetrazione superiore all’80%
(5) Nell’analisi la variabile indipendente è rappresentata dalla potenza di targa (per cui si rappresenta, al variare di quest’ultima, la variazione del PBP). Coefficiente di carico ed ore di funzionamento sono costanti pari rispettivamente
a 0,75 e 4.000 ore annue. Il costo dell’energia elettrica è invece dato dalla quota energia misurata in €/kwh come da ultima delibera trimestrale di AEEG (0,145 €/kwh)
(6) La scheda, scaricabile dal sito di AEEG, quantifica le TEP annue risparmiate per fascia di potenza installata. Per completezza si ricorda che per la richiesta dei TEE è necessario superare un limite minimo di TEP annue: tale soglia è stata abbassata da 25 a 20 TEP annue, che al netto dell’applicazione del tau diventano (nel caso dei motori elettrici) 7,5 TEP (20/2,65), con una riduzione del 70% rispetto alle vecchie guidelines.
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